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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittel bzw. eine Lichtquelle, die sich bei einer Annäherung durch ein Objekt, etwa ein Finger, automatisch einschaltet, ausschaltet und/oder die Lichtstärke ändert, sowie eine Bedieneinheit mit einer derartigen Lichtquelle.
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Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
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Im Stand der Technik sind Lichtstrahler bekannt, die mit Hilfe von Detektoren bzw. Sensoren, beispielsweise pyroelektrische Sensoren, ein- bzw. ausgeschaltet werden können. Ein Beispiel für einen solchen Lichtstrahler sind Bewegungsmelder, die bei einer Detektion einer sich annähernden Person ein mit dem Bewegungsmelder verbundenes Leuchtmittel, etwa eine Glühbirne, einschalten.
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Nachteilig hierbei ist allerdings, dass die für die Annäherungs- bzw. Bewegungsdetektion erforderlichen Sensoren und elektronischen Komponenten räumlich getrennt vom Leuchtmittel zur Verfügung gestellt werden und beispielsweise über eine Verkabelung mit dem Leuchtmittel verbunden sind, wobei die Sensoren und die hierfür erforderlichen elektronischen Komponenten auf einer Leiterplatte aufgebracht sind und in einem separaten vom Leuchtmittel getrennten Gehäuse untergebracht sind. Der hierfür erforderliche Bauteileaufwand kann zu erheblichen Zusatzkosten führen. Ferner kann sich das Vorsehen eines Gehäuses bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Lichtstrahlers als nachteilig erweisen, weil das Gehäuse einen zusätzlichen Platzbedarf bedingt, der nicht in jedem Fall zur Verfügung steht.
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Aus der
DE 102 14 197 A1 ist eine optoelektronische Sensoranordnung zur Verwendung in einem Berührungsschalter bekannt, mit einem Strahler und einem fotosensitiven Empfänger, die in einem lichtdurchlässigen Gehäuse angeordnet sind. Mit dieser optoelektronischen Sensoranordnung wird eine optoelektronische Sensoranordnung nach dem Reflexlichttasterprinzip bereitgestellt.
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Aus der
DE 36 85 749 T2 ist eine tastempfindliche Anzeigeleuchte bekannt, die eine Leuchtdiode und einen Berührungs- oder Annäherungsfühler enthält, wobei der Fühler als Schaltmittel für die Leuchtdiode wirkt. Der Berührungs- oder Annäherungsfühler besteht aus einem IR-Sender und einem IR-Empfänger. Die Leuchtdiode und der Berührungs- oder Annäherungsfühler sind in einem zumindest teilweise transparenten Gehäuse untergebracht.
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Aus der
US 2014/0061444 A1 ist ein Annäherungssensor bekannt, der eine lichtemittierende Diode und einen Lichtsensor aufweist und der nach dem Reflexionsprinzip arbeitet. Zwischen der lichtemittierenden Diode und dem Lichtsensor kann eine lichtundurchlässige Barriere angeordnet werden, mit der ein Übersprechen zwischen der lichtemittierenden Diode und dem Lichtsensor verhindert werden soll.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lichtquelle und eine Bedieneinheit mit einer derartigen Lichtquelle bereitzustellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise vermeidet und insbesondere besonders platzsparend ausgeführt ist.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer annäherungssensitiven Lichtquelle nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lichtquelle sowie die Bedieneinheit sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Bereitgestellt wird demnach eine annäherungssensitive Lichtquelle, umfassend ein Trägersubstrat sowie zumindest ein auf dem Trägersubstrat angeordnetes Leuchtmittel zum Emittieren von sichtbarem Licht, wobei auf dem Trägersubstrat ein Abstandssensor angeordnet ist, der operativ mit dem zumindest einen Leuchtmittel gekoppelt ist und angepasst ist, bei einer Detektion einer Annäherung eines Objektes an die Lichtquelle den Betriebszustand des Leuchtmittels zu ändern, wobei das Leuchtmittel und der Abstandssensor in einem zumindest teilweise transparenten Gehäuse angeordnet sind,
wobei der Abstandssensor eine Auswerte- und/oder Steuereinrichtung umfasst, die ebenfalls auf dem Trägersubstrat angeordnet ist und operativ mit dem Leuchtmittel gekoppelt ist und die angepasst ist, den Betriebszustand des Leuchtmittels in Abhängigkeit der detektierten Annäherung des Objektes zu ändern,
wobei die Lichtquelle einen ersten Anschluss für eine positive Versorgungsspannung und einen zweiten Anschluss für eine negative Versorgungsspannung aufweist,
wobei die Lichtquelle einen dritten Anschluss aufweist, wobei mit dem an dem dritten Anschluss abgegriffenen Signal an dem dritten Anschluss angeschlossene Gleichstrommotoren oder Aktoren steuerbar und/oder schaltbar sind,
wobei die Lichtquelle einen vierten Anschluss aufweist, an dem ein Vorwiderstand anschließbar ist, mit dem die Stromstärke und somit die Helligkeit des Leuchtmittels einstellbar ist,
wobei das Leuchtmittel, der Abstandssensor und die Auswerte- und/oder Steuereinrichtung als einzelnes Die hergestellt ist, das auf das Trägersubstrat gebondet ist, wobei der Abstandssensor einen Infrarot-Sender und einen Infrarot-Empfänger umfasst, und
wobei das Leuchtmittel und/oder die Steuereinrichtung zwischen dem Infrarot-Sender und dem Infrarot-Empfänger angeordnet sind.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass sowohl das Leuchtmittel als auch der Abstandssensor in einem gemeinsamen zumindest teilweise transparenten Gehäuse untergebracht sind, sodass der Platzbedarf erheblich verringert werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das zumindest teilweise transparente Gehäuse eine zumindest teilweise transparente und aushärtbare Vergussmasse umfassen, in die das Leuchtmittel und der Abstandssensor eingebettet sind oder die das Leuchtmittel und den Abstandssensor vollständig umgibt.
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Damit kann in vorteilhafter Weise das aus der aushärtbaren und transparenten Vergussmasse bestehende Gehäuse an die Außenkonturen des Leuchtmittels und des Abstandssensors angepasst und damit hinsichtlich des Platzbedarfs noch weiter optimiert werden. Zudem ist gleichzeitig sichergestellt, dass die Lichtquelle vor Umwelteinflüssen, insbesondere Feuchtigkeit ausreichend geschützt ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Trägersubstrat ebenfalls in dem Gehäuse bzw. in der aushärtbaren Vergussmasse angeordnet sein. Alternativ hierzu kann das Gehäuse bzw. die transparente und aushärtbare Vergussmasse auf dem Trägersubstrat angeordnet sein.
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Der Betriebszustand bzw. der zu ändernde Betriebszustand kann ein Ausschalten, Einschalten und/oder Dimmen des Leuchtmittels umfassen.
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Die Auswerte- und/oder Steuereinrichtung kann angepasst sein, die Lichtstärke des von dem Leuchtmittel emittierten Lichts in Abhängigkeit von dem Abstand des detektierten Objektes zur Lichtquelle zu ändern. Damit können in vorteilhafter Weise Lichtquellen bereitgestellt werden, die in Abhängigkeit vom Abstand eines sich der Lichtquelle annähernden Objektes unterschiedlich hell leuchten.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können der Infrarot-Sender eine Infrarot-Sendediode und der Infrarot-Empfänger einen Infrarot-Fototransistor, umfassen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Auswerte- und/oder Steuereinrichtung einen Mikrokontroller und/oder eine Logik-Schaltung umfasst, die vorteilhafterweise als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) realisiert ist.
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An dem dritten Anschluss kann ein logisches Signal abgreifbar sein, wobei das logische Signal vorzugsweise indikativ dafür ist, ob das Leuchtmittel eingeschaltet oder ausgeschaltet ist.
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Damit kann in vorteilhafter Weise von einer externen Komponente der Betriebszustand der Lichtquelle ausgewertet werden und beispielsweise in Abhängigkeit der Auswertung ein Gerät gesteuert werden. Die annäherungssensitive Lichtquelle kann so als annäherungssensitiver Schalter bzw. Taster verwendet werden, wobei das Leuchten bzw. Nichtleuchten des Leuchtmittels der annäherungssensitiven Lichtquelle den Betätigungszustand des Schalters bzw. Tasters signalisiert.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die transparente und aushärtbare Vergussmasse ein Kunstharz.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Leuchtmittel zumindest eine lichtemittierende Diode (LED) umfasst, wobei als lichtemittierende Diode beispielsweise eine einfarbige LED oder eine mehrfarbige RGB-LED verwendet werden können.
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Je nach konkretem Einsatz kann das Gehäuse quaderförmig, zylinderförmig, halbkugelförmig oder zylinderförmig mit einem halbkugelförmigen Abschluss aufweisend ausgestaltet sein.
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Bereit gestellt wird durch die Erfindung ferner eine Bedieneinheit, umfassend eine erfindungsgemäße Lichtquelle.
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Die Bedieneinheit kann eine Bedienblende eines Haushaltsgerätes oder eines Entertainmentsystems oder eine Bedienkonsole eines Fahrzeuges umfassen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung, sowie konkrete, insbesondere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle in einer Ansicht von oben und in einer Seitenansicht;
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2 ein Ausführungsbeispiel einer nicht erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle in einer Ansicht von oben und in einer Seitenansicht;
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3 ein Ausführungsbeispiel einer anderen nicht erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle in einer Ansicht von oben und in einer Seitenansicht;
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4 ein Blockschaltbild der in 1 gezeigten annäherungssensitiven Lichtquelle sowie einen zugehörigen schematischen Schaltplan;
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5 ein Blockschaltbild der in 2 gezeigten annäherungssensitiven Lichtquelle mit einem zugehörigen schematischen Schaltplan;
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6 ein Blockschaltbild der in 3 gezeigten annäherungssensitiven Lichtquelle mit einem dazugehörigen schematischen Schaltplan;
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7 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle mit einem sich der Lichtquelle annähernden Objekt zur Verdeutlichung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lichtquelle; und
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8 verschiedene Ausgestaltungen des Gehäuses einer erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle L in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht. 4 zeigt ein zugehöriges Blockschaltbild sowie einen schematischen Schaltplan.
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Auf einem Trägersubstrat 9 bzw. Trägerplatte ist ein Leuchtmittel 3, beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED), ein Infrarot-Sensor 7, beispielsweise eine Infrarot-Sendediode, ein Infrarot-Empfänger 5, beispielsweise ein Infrarot-Phototransistor und eine Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 angeordnet. Die Anordnung dieser vier Komponenten 3, 4, 5, 7 kann in Abhängigkeit von den konkreten Anforderungen an die lichtemittierende Lichtquelle gewählt werden.
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Der Infrarot-Empfänger 5 und der Infrarot-Sender 7 bilden zusammen einen Abstandssensor und sind vorzugsweise so relativ zueinander anzuordnen, dass eine zuverlässige Detektion eines sich der Lichtquelle L annähernden Objektes gewährleistet ist.
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Die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 ist operativ mit dem Abstandssensor 5, 7 und mit dem Leuchtmittel 3 gekoppelt. Die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 ist vorgesehen, bzw. angepasst, das Leuchtmittel 3 in Abhängigkeit eines von dem Abstandssensor 5, 7 detektierten, sich der Lichtquelle annähernden Objektes ein- bzw. auszuschalten.
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Befindet sich ein Infrarot-reflektierender Gegenstand, etwa ein Finger, in einem bestimmten Abstand zum Abstandssensor 5, 7, werden die von dem Infrarot-Sensor 7 emittierten Infrarot-Impulse von dem Gegenstand reflektiert und von dem Infrarot-Empfänger 5 empfangen. Die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 wertet die von dem Infrarot-Empfänger 5 empfangenen Infrarot-Impulse aus und kann in Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswertung das Leuchtmittel 3 ein- bzw. ausschalten oder dimmen.
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Die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 kann insbesondere so angepasst sein, dass bei einer erstmaligen Annäherung eines Objektes an die annäherungssensitive Lichtquelle das Leuchtmittel 3 eingeschaltet wird und bei einer erneuten Annäherung des Objektes an die annäherungssensitive Lichtquelle das Leuchtmittel 3 ausgeschaltet wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 so angepasst sein, dass das Leuchtmittel 3 bei einer Annäherung eines Objektes an die annäherungssensitive Lichtquelle eingeschaltet wird und bei einem Entfernen von der annäherungssensitiven Lichtquelle das Leuchtmittel 3 wieder ausgeschaltet wird.
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Je nach Ausgestaltung der Auswerte- bzw. Steuereinrichtung kann so eine annäherungssensitive Lichtquelle bereitgestellt werden, mit der eine Schaltfunktion oder eine Tastfunktion realisierbar ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 so angepasst sein, dass bei einer detektierten Annäherung eines Objektes an die annäherungssensitive Lichtquelle L das Leuchtmittel 3 nicht schlagartig eingeschaltet wird, sondern die Helligkeit des Leuchtmittels 3 langsam erhöht wird. Beim Entfernen des Objektes von der lichtsensitiven Lichtquelle bzw. bei einer erneuten Annäherung des Objektes an die annäherungssensitive Lichtquelle kann die Helligkeit des Leuchtmittels 3 langsam reduziert werden.
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In einer noch weiteren Ausgestaltung der Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 kann diese so angepasst sein, dass beim Einschalten des Leuchtmittels 3 die Helligkeit des Leuchtmittels in Abhängigkeit vom Abstand des sich der annäherungssensitiven Lichtquelle annähernden Objektes einstellbar ist. Damit kann eine annäherungssensitive Lichtquelle realisiert werden, die dimmbar ist. Das Einstellen der Helligkeit des Leuchtmittels 3 kann bei Verwendung einer lichtemittierenden Diode durch Pulsweitenmodulation bewerkstelligt werden, die ebenfalls von der Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 vorgenommen wird.
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Die annäherungssensitive Lichtquelle L weist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vier Anschlüsse 1, 2, 6, 10 auf, die an dem Trägersubstrat 9 angeordnet sind bzw. aus dem Gehäuse der Lichtquelle L herausgeführt sind (vgl. 4). Der erste Anschluss 1 ist für den Anschluss an eine positive Versorgungsspannung Vdd vorgesehen. Der zweite Anschluss 2 ist für den Anschluss an eine negative Versorgungsspannung Vss bzw. für den Anschluss an Masse bzw. GND vorgesehen.
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Der dritte Anschluss 6 ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, um ein logisches Signal abzugreifen. Hierzu kann an dem dritten Anschluss 6 ein erster Widerstand R1 (vgl. 4) angeschlossen werden, sodass an dem dritten Anschluss 6 das logische Signal abgreifbar ist. Das abgegriffene logische Signal kann indikativ dafür sein, ob das Leuchtmittel eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Das an dem dritten Anschluss 6 abgegriffene logische Signal kann von einer externen Einheit ausgewertet werden, sodass in Abhängigkeit von dem Auswerteergebnis externe Einrichtungen gesteuert werden können.
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Beispielsweise kann eine erfindungsgemäße annäherungssensitive Lichtquelle als Taster bzw. Schalter für ein Haushaltsgerät vorgesehen werden. Bei einer Annäherung eines Fingers an die annäherungssensitive Lichtquelle wird das Leuchtmittel eingeschaltet, sodass an dem dritten Anschluss 6 ein logisches HIGH anliegt, womit beispielsweise bei einer Waschmaschine ein bestimmtes Waschprogramm gestartet wird. Bei einer erneuten Annäherung des Fingers an die annäherungssensitive Lichtquelle wird das Leuchtmittel 3 abgeschaltet, wodurch sich das an dem dritten Anschluss 6 abgreifbare Signal von logisch HIGH zu logisch LOW ändert. Damit kann beispielsweise das gestartete Waschprogramm der Waschmaschine beendet werden. Gleichzeitig wird durch das eingeschaltete bzw. aktivierte Leuchtmittel 3 dem Benutzer signalisiert, dass ein bestimmtes Waschprogramm gestartet wurde.
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Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist etwa eine Tisch- bzw. Leselampe, in die eine erfindungsgemäße annäherungssensitive Lichtquelle integriert sein kann. Durch Annäherung an die annäherungssensitive Lichtquelle kann die Tisch- bzw. Leselampe ein- bzw. ausgeschalten werden – in Abhängigkeit des an dem dritten Anschluss 6 abgegriffenen Signals. Das Annähern an die annäherungssensitive Lichtquelle kann etwa mittels einer Wischbewegung im Bereich der annäherungssensitiven Lichtquelle bewerkstelligt werden. Auf mechanische Taster oder mechanische Schalter kann so verzichtet werden, was hinsichtlich des optischen Erscheinungsbildes der Tisch- bzw. Leselampe vorteilhaft ist.
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Gemäß weiterer Anwendungsbeispiele können mit dem an dem dritten Anschluss 6 abgegriffenen Signal auch an dem dritten Anschluss 6 angeschlossene Gleichstrommotoren, Aktoren oder dergleichen gesteuert bzw. geschalten werden. Erfindungsgemäß kann die annäherungssensitive Lichtquelle mit dem dritten Anschluss 6 überall dort verwendet bzw. eingesetzt werden, wo mechanische Taster oder Schalter zum Einsatz kommen und wo solche mechanische Taster oder Schalter durch annäherungssensitive Lichtquellen ersetzt werden können. Vorteilhaft bei einem Taster bzw. Schalter in Form einer erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle ist, dass dem Benutzer bzw. Bediener durch das Leuchtmittel ein optisches Feedback bzw. eine optische Rückmeldung über den Zustand des Tasters bzw. Schalters gegeben wird – der Taster bzw. Schalter ist beispielsweise dann aktiviert, wenn das Leuchtmittel der annäherungssensitiven Lichtquelle leuchtet.
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An dem vierten Anschluss 10 kann beispielsweise ein Widerstand R2 (vgl. 4 – Vorwiderstand) angeschlossen werden, der zum Einstellen der Stromstärke und damit zur Einstellung der Helligkeit des Leuchtmittels 3 dient. Das Einstellen der Helligkeit des Leuchtmittels 3 kann auch durch Anschließen eines Widerstandes an eine externe Gleichstromquelle erfolgen.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind das Leuchtmittel 3, der Abstandssensor 5, 7 und die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4 in einem im Wesentlichen kreiszylinderförmigen Gehäuse aus einer transparenten und aushärtbaren Vergussmasse, beispielsweise Kunstharz, untergebracht. Damit sind sämtliche elektronische Komponenten der erfindungsgemäßen Lichtquelle vor äußeren Einflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit, ausreichend geschützt.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer nicht erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle. 5 zeigt ein Blockschaltbild und einen schematischen Schaltplan der in 2 gezeigten Lichtquelle.
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Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Lichtquelle weist die in 2 gezeigte Lichtquelle lediglich drei Anschlüsse 1, 2, 6 auf.
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Die Funktionsweise der Auswerte- bzw. Steuereinrichtung 4, des Abstandssensors 7, 5 und des Leuchtmittels 3 entsprechen den Funktionen der in 1 gezeigten entsprechenden Komponenten. Der erste Anschluss 1 dient hier ebenfalls zum Anschluss an eine positive Versorgungsspannung Vdd. Der zweite Anschluss 2 dient zum Anschluss an eine negative Versorgungsspannung Vss bzw. zum Anschluss an Masse oder GND. Der dritte Anschluss 6 wird ebenfalls bereitgestellt, um an ihm ein logisches Signal, das indikativ dafür ist, ob das Leuchtmittel eingeschaltet oder ausgeschaltet ist, abzugreifen.
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Ferner unterscheidet sich die in 2 gezeigte annäherungssensitive Lichtquelle L von der in 1 gezeigten Lichtquelle dadurch, dass das Trägersubstrat im Wesentlichen eine runde Form aufweist und dass das Gehäuse 8 bzw. die transparente und ausgehärtete Vergussmasse eine im Wesentlichen zylinderförmige Form aufweist.
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3 zeigt eine Ausgestaltung einer weiteren nicht erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle L. Ein Blockschaltbild und ein schematischer Schaltplan zu der in 3 gezeigten Lichtquelle sind in 6 gezeigt.
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Die in 3 gezeigte Lichtquelle unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Lichtquelle lediglich in den Anschlüssen, wobei bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung der annäherungssensitiven Lichtquelle nur der erste Anschluss 1 für die positive Versorgungsspannung Vdd und der zweite Anschluss 2 für die negative Versorgungsspannung Vss bzw. für den Anschluss an Masse oder GND vorgesehen sind.
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Die in 3 gezeigte annäherungssensitive Lichtquelle kann beispielsweise als einfache Lichtquelle verwendet werden, die durch Annäherung, beispielsweise eines Fingers eingeschaltet und/oder ausgeschaltet werden kann.
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7 zeigt eine erfindungsgemäße Lichtquelle L und ein sich der Lichtquelle annäherndes Objekt F, etwa ein Finger, zur Verdeutlichung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen annäherungssensitiven Lichtquelle.
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In Abbildung (a) nähert sich der Finger F der annäherungssensitiven Lichtquelle L an, weist allerdings einen Abstand zur Lichtquelle auf, der größer ist als ein vorbestimmter Abstand d, was zur Folge hat, dass die von dem Infrarot-Sensor 7 emittierten und an dem Finger F reflektierten Infrarot-Signale nur teilweise bzw. nicht in ausreichender Intensität beim Infrarot-Empfänger 5 ankommen, sodass ein erforderlicher Schwellenwert für das Einschalten des Leuchtmittels 3 nicht erreicht wird.
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Bei einer weiteren Annäherung des Fingers F an die annäherungssensitive Lichtquelle L, wie in Abbildung (b) gezeigt, ist der Abstand des Fingers F zur Lichtquelle bzw. zu dem Abstandssensor 5, 7 kleiner als ein vorbestimmter Abstand d, was zur Folge hat, dass die von dem Infrarot-Sensor 7 emittierten und von dem Finger F reflektierten Infrarot-Strahlen in ausreichender Menge bzw. in ausreichender Intensität beim Infrarot-Empfänger 5 ankommen, sodass ein Schwellenwert überschritten wird, der zum Einschalten des Leuchtmittels 3 führt.
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8 zeigt drei erfindungsgemäße annäherungssensitive Lichtquellen mit jeweils unterschiedlichen Gehäuseformen.
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In Abbildung (a) sind die elektronischen Komponenten der Lichtquelle in eine quaderförmige bzw. zylinderförmige transparente und ausgehärtete Vergussmasse eingebettet bzw. werden von dieser vollständig umgeben.
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Gemäß Abbildung (b) weist die transparente und ausgehärtete Vergussmasse eine im Wesentlichen halbkugelförmige Form auf.
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Gemäß Abbildung (c) weist das Gehäuse bzw. die transparente und ausgehärtete Vergussmasse die Form eines einen halbkugelförmigen Abschluss aufweisenden Zylinders auf, sodass die Form und Größe der annäherungssensitiven Lichtquelle gemäß Abbildung (c) der Form und Größe einer herkömmlichen lichtemittierenden Diode (LED) entspricht.
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Wesentlich bei allen vorstehend gezeigten annäherungssensitiven Lichtquellen ist, dass sowohl das Leuchtmittel als auch die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung und der Abstandssensor auf einem einzigen Trägersubstrat angeordnet sind und in einem einzigen Gehäuse, das aus einer transparenten und aushärtbaren Vergussmasse besteht, eingebettet sind bzw. von diesem umgeben sind.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch das Trägersubstrat in dem Gehäuse untergebracht sein bzw. in die transparente und aushärtbare Vergussmasse eingebettet sein, sodass aus dem Gehäuse bzw. aus der transparenten und ausgehärteten Vergussmasse lediglich die Anschlüsse nach außen geführt sind. Ein Schutz vor äußeren Einflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit, ist damit besonders gut gewährleistet.
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Durch das Unterbringen sämtlicher elektronischer Komponenten der annäherungssensitiven Lichtquelle in einem Gehäuse bzw. in einer transparenten und aushärtbaren bzw. ausgehärteten Vergussmasse, durch Vorsehen einer lichtemittierenden Diode als Leuchtmittel, eines Mikrokontrollers in ASIC-Bauweise und durch Vorsehen einer Infrarot-Sendediode und eines Infrarot-Phototransistors als Abstandssensor werden annäherungssensitive Lichtquellen bereitgestellt, deren Kantenlänge lediglich einige wenige Millimeter aufweisen und damit im Wesentlichen gleich kompakt hergestellt werden können, wie aus dem Stand der Technik bekannte herkömmliche lichtemittierende Dioden bzw. wie aus dem Stand der Technik bekannte Leuchtdioden in SMD-Bauweise.
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Erfindungsgemäß sollen das Leuchtmittel 3, der Abstandssensor 5, 7 und die Auswerte- und/oder Steuereinrichtung 4 als einzelnes Die hergestellt werden bzw. als ein einzelnes Die bereitgestellt werden, das auf das Trägersubstrat 9 gebondet ist bzw. gebondet wird. Dadurch kann einerseits der Platzbedarf erheblich reduziert werden. Andererseits können die Herstellungs- und Produktionskosten gegenüber herkömmlichen Produktionsverfahren, bei denen die erforderlichen Komponenten 5, 7, 4 als diskrete Bauteile um das Leuchtmittel 3 herum angeordnet werden, erheblich gesenkt werden.
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Damit wird es zudem in vorteilhafter Weise möglich, annäherungssensitive Lichtquellen dort zu verbauen, wo die Eingangs genannten, aus dem Stand der Technik bekannten annäherungssensitiven Lichtquellen aufgrund ihres Platzbedarfes nicht verbaut werden können, etwa in Bedienblenden von Haushaltsgeräten oder im Cockpit eines Fahrzeuges. Ferner können erfindungsgemäße annäherungssensitive Lichtquellen als Taster oder Schalter (monostabile oder bistabile Schaltfunktion) in elektrischen oder elektronischen Geräten verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Anschluss (Pin 1 für positive Versorgungsspannung Vdd)
- 2
- zweiter Anschluss (Pin 2 für negative Versorgungsspannung Vss)
- 3
- Leuchtmittel, z. B. LED
- 4
- Auswerte- bzw. Steuereinrichtung (Mikrocontroller μC)
- 5
- Infrarot-Empfänger (IR-Fototransistor) des Abstandssensors
- 6
- dritter Anschluss (Pin 6 zum Abgreifen eines logischen Signals)
- 7
- Infrarot-Sender (IR-Sendediode) des Abstandssensors
- 8
- Gehäuse aus transparenter Vergussmasse (z. B. Kunstharz)
- 9
- Trägersubstrat bzw. Trägerplatte (kann Teil des Gehäuses der annäherungssensitiven Lichtquelle L sein)
- 10
- vierter Anschluss (Pin 10)
- d
- Abstand bzw. Schwellenwert
- F
- Finger bzw. Fingerspitze
- L
- annäherungssensitive Lichtquelle
- R1
- erster Widerstand
- R2
- zweiter Widerstand (Vorwiderstand an Pin 10)
- Vdd
- positive Versorgungsspannung
- Vss
- negative Versorgungsspannung bzw. Masseanschluss (GND)
